生物质与煤的混合燃烧实验研究

为了解生物质和煤的混燃特性,利用热天平对生物质、煤及其混合试样进行了热重实验研究,考察各试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,并对实验数据进行了分析处理,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A.结果表明,同烟煤比较,生物质有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;在烟煤中加入生物质共燃后,着火燃烧提前,同时可以获得更好的燃尽特性.     

生活垃圾掺烧无烟煤燃烧特性热重实验分析

在WCT-2C型微机差热天平上对生活垃圾与无烟煤以不同比例所得混合试样进行热重实验,利用TG-DTG热分析技术研究其燃烧特性.结果表明,生活垃圾加入无烟煤后,提高了生活垃圾的燃烧稳定性,废弃能源可得到最大限度的回收.     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.     

煤与牛骨混合燃烧过程分析及动力学

骨类垃圾为厨余垃圾中的重要组成部分,为了缓解厨余垃圾的处理压力,本文选取无烟煤与烟煤分别按照不同比例与牛骨掺混,采用ZTC-B型综合(同步)热分析仪对其混合燃烧过程进行了热重分析,并对结果进行了动力学分析。结果表明：煤与牛骨单独燃烧的TG-DTG曲线差异明显;掺混燃烧时随着混合物中牛骨质量分数的增加,DTG峰值温度向着低温区偏移,整体燃烧温度区间变窄,综合燃烧特性指数不断降低,燃尽特性指数不断升高;掺混燃烧过程中会产生协同作用,无烟煤、烟煤与牛骨的混合物在400 ℃左右产生了抑制作用,其相对值分别为-8 %与-4 %,在524 ℃和627 ℃左右产生了促进作用,其相对值分别为7 %和9 %;动力学分析表明采用2个连续一级反应模型可以很好地描述其掺烧过程。     

煤与牛骨混合燃烧过程及热动力学分析

骨类垃圾为厨余垃圾中的重要组成部分,为了缓解厨余垃圾的处理压力,选取无烟煤与烟煤分别按照不同比例与牛骨掺混,采用ZTC-B型综合(同步)热分析仪对其混合燃烧过程进行了热重分析,并对结果进行了动力学分析。结果表明:煤与牛骨单独燃烧的热重分析曲线差异明显;掺混燃烧时随着混合物中牛骨质量分数的增加,DTG峰值温度向着低温区偏移,整体燃烧温度区间变窄,综合燃烧特性指数不断降低,燃尽特性指数不断升高;掺混燃烧过程中会产生协同作用,无烟煤、烟煤与牛骨的混合物在400℃左右产生了抑制作用,其相对值分别为-8%与-4%,在524℃和627℃左右产生了促进作用,其相对值分别为7%和9%。动力学分析表明采用2个连续一级反应模型可以很好地描述其掺烧过程。     

含油污泥与煤共热解特性的研究

采用热重分析方法分别对含油污泥、煤及其混合试样在氩气气氛下的热解特性进行了实验研究.分析了含油污泥、煤及其混合燃料的热解机理,通过对实验数据进行处理计算,确定了其表观活化能、频率因子和质量平均活化能等反应动力学参数.实验结果表明:含油污泥与煤的热解过程分为4个阶段,各阶段的热解反应十分复杂;在混合试样的热解过程中,含油污泥与煤在200～700℃基本保持各自的热解特性,在700℃以上发生热解的协同作用,含油污泥-煤混合燃料热解温度范围增大;各试样热解反应表观活化能计算结果与上述结论吻合;混合试样的质量平均活化能比含油污泥和煤单一组分的都低,含油污泥与煤的混合热解在一定程度上形成了2种组分的互补和促进,获得了一种热解性能更好的燃料.     

煤粉与半焦的混合燃烧特性及动力学分析

为探究煤粉添加半焦后混合燃料的燃烧性能,通过热重分析研究煤、半焦及其混合物的燃烧过程,得到燃烧特性参数.由于不同温度区间的燃烧反应机理不同,利用分段法对燃烧过程进行动力学分析,对燃烧反应的前、后期分别使用缩核反应模型和缩核内扩散模型进行模拟,从而得到动力学参数.结果显示,随着混合燃料中半焦含量增加,其可燃性指数和燃烧特性指数都减少,燃烧前期活化能由76.79 kJ·mol-1增加到92.75 kJ·mol-1,后期活化能由102.62 kJ·mol-1增加到107.94 kJ·mol-1,说明半焦的添加会降低混合燃料的燃烧性能.对比不同半焦含量的混合燃料的燃烧特性参数和动力学参数,半焦的质量分数应控制在15%以内最适宜.     

煤矸石与聚丙烯的混燃特性研究

为改善煤矸石不易燃、同时解决聚丙烯作为生活垃圾难降解的问题,将两者进行混合燃烧并对两者的混燃特性进行了研究;并将不同比例的煤矸石样品与聚丙烯样品进行混合,利用热重分析仪对混合样品的燃烧特性、利用管式炉对混合样品的烟气特性进行实验分析。结果表明:煤矸石的失重率远小于聚丙烯;混合燃烧存在两个阶段,第一个阶段是聚丙烯燃烧,第二个阶段是煤矸石与聚丙烯混合燃烧;着火温度随着聚丙烯比例的增加而降低;煤矸石燃烧所需要的活化能约为聚丙烯的两倍;煤矸石和聚丙烯混合燃料比单一材料燃料更容易燃烧;混烧时随着温度的升高,SO2排放量先增大后减小,即低温时聚丙烯可以促进煤矸石中硫转化为SO2析出,高温时可以抑制SO2析出。     

温度和塑料含量对垃圾土气相渗透特性影响的试验研究

为研究温度和塑料含量对垃圾土气相渗透特性的影响,研制了一种可温控的垃圾土气相渗透仪.通过重复试验以及与现有的常温试验结果进行对比,验证了试验的可重复性和可靠性.通过控制垃圾土试样不同的孔隙比、温度以及塑料含量,开展一系列气相渗透试验,探究孔隙比、温度和塑料含量对垃圾土气相渗透系数的影响规律.结果 表明:随着孔隙比的增大...     

醇类与柴油混合燃料的燃烧特性分析

针对多种醇类与柴油混合物的燃烧特性进行了研究,选取的实验装置为顶部拥有可视观察窗的定容燃烧室.通过可燃混合气体预燃,模拟柴油发动机的高温高压环境,采用高速相机(幻影V7.1)记录醇类和柴油混合物的燃烧过程,进而分析其燃烧特性.实验结果表明,在较低的实验温度下,所选取的混合燃料能够达到无焰燃烧,产生的烟灰发光极低,可降低辐射热损失以及射流引起的壁面热损失.醇类混合燃料的高汽化潜热,有助于降低绝热火焰温度和氮氧化物的生成量.表征多醇柴油混合物是一种非常适合直接添加到柴油发动机中的替代燃料.     

Study on the comprehensive combustion kinetics of MSW

The combustion behavior of typical components of MSW was examined with a thermal gravimetric analyzer (TGA). The experiments were done over the temperature range of room temperature to 1000 degrees C at a heating rate of 10 degrees C/min and in an oxidizing atmosphere. The results indicated that the entire weight loss process of each typical component of MSW consists of one to three distinct combustion stages. The combustion of typical components of MSW could be modeled by one to three independent reactions. The corresponding parameters of typical components of MSW such as activation energy, pre-exponential factor, and reaction order were determined. The calculated results using the comprehensive kinetic model composed of one to three independent and consecutive reactions, agreed well with experimental results.     

重庆城市生活垃圾组分与热解特性

选取重庆主城区域城市生活垃圾进行实验研究,以确定其自然组分、工业组分、元素组分及热值等特性参数,实验研究表明：高水分、高灰分、低热值特点比较明显;ＭＳＷ中的有机物是一个很复杂的组份,并且有机化合物都有较明显的挥发分析出温度区;而纸、布或含纤维质较多的废弃物在各自相对较宽的温度区的挥发分析出较均匀,湿度、物料尺寸及停留时间对热解特性有重要影响;要保护垃圾洁净燃烧,除了保证炉温（大于８００℃）外,针对不同组分及垃圾工业成分确定不同炉型,以保证足够的炉风停留时间、充分燃尽。     

垃圾洁净燃烧炉内垃圾团非稳态传热特性分析

考虑垃圾洁净燃烧炉内高温烟气对流及辐射换热，应用有效导热系数法，对不同形状（球体、圆柱体、立方体）不同特征尺寸具有多孔介质特性的垃圾团块非稳态传热特性进行了数值模拟，结果表明：垃圾团块中心温度稳态值大小与换热边界流体温度大小密切相关，且高温流体换热表面越多，团块内部稳态温度值越大，垃圾团块的形状对其在垃圾洁净燃烧炉内加热升温特性影响较大，在相同特征尺寸（L=V/F）下，球形体垃圾团块升温速度最快，柱形体次之，方形体最小；随着垃圾团块特征尺寸增加，垃圾团块中心单元温度达到稳定的时间明显增长，特别是特征尺寸大于10时，稳定时间增加幅度较大，且特征尺寸越大，稳定时温度越小，越不利于垃圾的挥发份析出，不利于垃圾燃尽。     

基于CFD的城市生活垃圾焚烧炉燃烧优化

基于CFD,对城市生活垃圾焚烧炉进行了燃烧优化调整。采用扩散的床层模型和组分运输模型对垃圾在焚烧炉内的燃烧过程进行了数值模拟计算。在保持一、二次风比例不变的情况下,调整一次风的各级给风率,计算出各种燃烧条件下床层上方的炉膛烟气组分和温度分布。计算结果表明：一次风各级给风率的变化对垃圾焚烧炉内的气相燃烧及流场产生了较大的影响,热解燃烧段应采用均等配风;当一次风各级比例为1:3:3:2:1的时候,主炉膛出口CO浓度最小,平均浓度为0.159g/m3。     

垃圾焚烧炉内传热计算方法

考虑到垃圾作为燃料具有水分高、热值不稳定等特点 ,给出了层燃和流化床燃烧方式垃圾焚烧炉的炉内传热计算。将层燃炉炉膛分为燃烧室和燃尽室 ,分别给出了燃烧室和燃尽室辐射换热的计算方法 ,对高水分烟气的对流换热计算及黑度计算推荐了修正方法。循环流化床锅炉炉膛内分为密相区和稀相区 ,针对各区受热面布置特点 ,总结了相应计算方法。该方法已经应用于垃圾处理能力为 15 0 t/ d循环流化床垃圾焚烧炉以及 5 0 ,10 0 ,30 0 ,80 0 kg/ h的系列层燃垃圾焚烧炉的工程设计中。     

不同自燃倾向性煤的氧化机理对比分析

为分析煤样的自燃发生发展过程以及实验煤样的自燃机理,研究从不同自燃倾向性煤样的氧化机理入手,选取具有不同自燃倾向性的阜生、五阳煤样进行实验,通过热重实验对比分析不同自燃倾向性煤样的特征温度、热失重速率及阶段质量变化率参数,并结合红外光谱实验对低温氧化过程中主要官能团的分布特征及随温度的变化规律进行对比分析。结果表明：不同自燃倾向性煤样的煤氧反应差别主要体现在热重实验的T2 -T3和T4 -T5两个阶段;硫对煤氧反应的影响主要体现为常温下发生氧化释放热,促进小分子化合物的氧化裂解,进而引发自燃;煤自燃特性与原始煤样中官能团的分布特征关系较小,主要由煤分子结构中的侧链体系（桥键、侧链基团及活性官能团）所决定,侧链体系作为直接与芳环骨架连接的煤分子结构,本身具有较高的化学活性,在氧化分解的过程中降低了煤分子结构的稳定性。     

不同自燃性煤氧化阶段的表征差异

对3种不同自燃倾向性煤样进行低温氧化实验,利用CO体积分数与煤体温度间变化的计算模型,求解出活化能和煤氧化过程发生转变的特征温度,同时结合热重-差示扫描量热(TGDSC,theremogravimetric analysis-differential scanning calorimetry)实验结果,分析了不同自燃性煤氧化特性和活化能的低温表征规律。结果表明:1)低温氧化阶段,CO生成量、耗氧量和耗氧速率随着煤自燃倾向性增强而增大;不同煤样在实验过程中出现同样的CO生成量和耗氧速率急剧上升的温度拐点,且煤的自燃性越强,该拐点温度越低,同时CO体积分数的变化具有明显的阶段性。2)不同自燃性煤氧化阶段活化能变化规律存在显著差异,当各煤样的温度到达活性温度时,活化能快速减少,且活化能变化点对应于煤氧化过程发生转变的特征温度点。3)根据煤特征温度和活化能的变化规律,把煤低温氧化进程分为4个阶段,分别为表面氧化、氧化自热、加速氧化和深度氧化。     

市政污泥与生活垃圾协同焚烧的二噁英排放特征及毒性当量平衡

于2016年5月和2017年1月，分别对南方某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾与市政污泥(分别为0%、5%、10%和15%)协同焚烧试验，探讨市政污泥掺烧对生活垃圾焚烧过程中PCDD/Fs排放的影响.在不同季节中，PCDD/Fs均主要分布于飞灰与炉渣中.受焚烧过程中PCDD/Fs的结构破合与重组的影响，废渣中以2, 3, 4, 7, 8-PeCDF (13.0%~72.1%)单体为主. 2016年5月，每吨焚烧原料(指生活垃圾跟污泥的混合物)混合焚烧排放的PCDD/Fs毒性当量比原料本身含有的增加了14.1~29.2 μg TEQ/t，而2017年1月则降低了9.2~9.9 μg TEQ /t.生活垃圾焚烧过程中加入市政污泥能够提高焚烧材料中的硫元素与氯元素的质量比，从而抑制PCDD/Fs的再合成.综上所述，在保证生活垃圾焚烧发电厂的电力生产条件下，适当的市政污泥与生活垃圾协同焚烧能够降低焚烧过程中的PCDD/Fs排放，从而实现市政垃圾污泥的安全处理处置.     

煤炭自燃生成标志气体的红外光谱分析

针对煤自燃氧化过程中生成的生产物能够判断煤自燃的反应过程和机理以及在不同温度下生成的标志性气体可以判断煤自燃的严重程度的问题，采用红外光谱手段对神东矿区6个煤矿不同层位和不同工作面的12个煤样进行了研究。研究结果表明，煤氧化燃烧过程是分阶段进行的，分为失水阶段、氧化阶段、着火燃烧阶段。各阶段的标志气体不一样：失水阶段以H2O吸收峰为主、氧化阶段C2H4、CH4出现显现峰、着火燃烧阶段出现C2H4、CH4强峰。确定煤样在不同温度下生成标志气体的规律，对预测煤的自燃发火具有重要的理论和实际意义。     

天津市政污泥热解及燃烧动力学特性的分析

利用热重分析仪,在氮气和空气气氛下分别对天津市政污泥进行热分析实验,并采用热重、微分热重、差示扫描量热等方法分析了市政污泥的热解特性及燃烧特性.实验结果表明城市污泥燃烧热反应可分为4个阶段:水分蒸发析出、污泥有机挥发成分析出燃烧、污泥有机质及固定碳燃烧、燃烧残余物及难分解物的分解.在实验条件下,污泥样品着火温度为277.5,℃,燃尽温度为540,℃.建立了天津市政污泥燃烧动力学模型,采用连续两方程拟合的方式,得到了上述主要阶段的表观活化能Ea和指前因子A.